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Transferencia de Calor Convectivo No Newtoniana en Anillos: Investigación Numérica sobre los Efectos de Aletas Helicoidales Desfasadas

Autores: Pagliarini, Luca; Bozzoli, Fabio; Fallahzadeh, Rasoul; Rainieri, Sara

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Transferencia de Calor Convectivo No Newtoniana en Anillos: Investigación Numérica sobre los Efectos de Aletas Helicoidales Desfasadas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Fluidos no newtonianos
Intercambiadores de calor
Tratamiento térmico
Viscosidad aparente
Transferencia de calor
Aletas helicoidales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
A pesar de que los fluidos no newtonianos están involucrados en muchos procesos industriales, como en las industrias alimentaria y química, su tratamiento térmico sigue representando un desafío significativo debido a su alta viscosidad aparente y, en consecuencia, a su baja capacidad de transferencia de calor. La transferencia de calor en intercambiadores de calor puede mejorarse mediante sistemas pasivos, como insertos o aletas, para promover la interrupción de la capa límite y la recirculación del fluido. Sin embargo, la mayoría de las configuraciones existentes no pueden mejorar significativamente la transferencia de calor en caídas de presión en flujos laminares profundos. El presente artículo presenta una investigación numérica sobre flujos no newtonianos que pasan a través del lado del anillo de un intercambiador de calor de doble tubo con aletas helicoidales escalonadas. La geometría adoptada fue conceptualizada al fusionar los efectos beneficiosos de los dispositivos de flujo en espiral y la interrupción de la capa límite. Los resultados numéricos fueron primero validados contra soluciones analíticas para flujos no newtonianos en anillos bajo un régimen de flujo laminar. Por lo tanto, la geometría con aletas fue probada numéricamente y comparada con el anillo desnudo para cuantificar el aumento resultante en la transferencia de calor. En comparación con los anillos desnudos, la nueva geometría propuesta mejoró enormemente la transferencia de calor mientras mitigaba las pérdidas por fricción.

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